JP3622163B2 - Tunnel collapse prediction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル崩壊予知方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トンネル工事における事故の大半は、切羽付近において発生しており、そのほとんどは切羽付近の崩壊に基づくものである。
切羽の崩壊については各種の手段によって防止する対策が講じられているが、万一崩壊した場合に備えて切羽の状況を把握しておかなければならない。
そのために従来は、切羽の変位を常時計測してその変位速度の変化から切羽の崩壊を予知する方法が採用されている。
それは、切羽に地中変位計を埋め込み、電気的にデータを引き出して変位の状況を測定する方法であった。
【0003】
【本発明が解決しようとする課題】
前記したような従来のトンネル崩壊予知方法にあっては、次のような問題点が存在する。
<イ>地中変位計そのものを地中に埋め込む方法であるから、その設置に時間がかかる。そのために切羽の掘削直後から変位を測定することができない。
<ロ>変位計が高価であるために、多数の点に設置することが困難である。そのために小数の測定点から全体の変位を推測することになり、正確な状況を把握することができない。
<ハ>電気式の装置であるために、信号伝達用のコードを切羽から測定装置までの間に配線する必要がある。しかし切羽では多数の掘削関連の装置が作業を行う必要があるから、コードの存在は作業の妨げとなりやすい。
【0004】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、ほとんど切羽の作業の障害となることなく、簡単な設置作業、測定方法によって、正確に切羽地山の変化を測定することができる、トンネル崩壊予知方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明のトンネル崩壊予知方法は、切羽の地盤内に先端を固定した鋼棒と、その鋼棒の露出端に取り付けた地中変位ターゲットと、切羽の表面に固定した表面変位ターゲットと、レーザー変位測定器とより構成し、レーザー変位測定器によって、地中変位ターゲットと表面変位ターゲットの移動量を測定することによって行う、トンネル崩壊予知方法を特徴としたものである。
【0006】
【本発明の実施の態様】
以下図面を参照しながら本発明のトンネル崩壊予知方法の実施例について説明する。
【0007】
<イ>使用する機器。
本発明の予知方法では次のような機器を使用して行う。
地中変位ターゲット1。
表面変位ターゲット2。
レーザー変位測定器3。
多点視準装置4。
制御、計測、警報装置5。
【0008】
<ロ>地中変位ターゲット1
切羽6面に小径の孔を削孔し、この孔内に鋼棒7を挿入して打ち込む。
その結果、鋼棒7の先端を切羽6の地盤内に固定する。
先端が固定されているから、鋼棒7は地山の挙動によって移動し、地山が押し出されると鋼棒7もまた押し出されることになる。
その鋼棒7の切羽6側の露出端にターゲットを取り付け、これを『地中変位ターゲット1』とする。
この地中変位ターゲット1は、鋼棒7の露出端に固定してあるから、鋼棒7の挙動にともなって移動する。
複数本の鋼棒7を打ち込む場合に、鋼棒7の固定深さを変化させれば、任意の深さでの地盤の変位を検知することができる。
【0009】
<ハ>表面変位ターゲット2。
切羽6の表面には他のターゲットを固定する。このように切羽6表面に取り付けたターゲットを『表面変位ターゲット2』とする。
この表面変位ターゲット2は、切羽6の内部の挙動ではなく、その表面の挙動をそのまま表現することになる。
【0010】
<ニ>レーザー変位測定器3。
レーザー変位測定器3は、レーザーの発信時期と、受信時期との差から、ターゲットまでの距離を測定する、公知の装置である。
【0011】
<ホ>多点視準装置4。
複数のターゲットを設置した場合に、視準点を順次変更しなければならない。そのために必要に応じて多点視準装置4をレーザー変位測定器3に取り付ける。この装置に事前に測定すべきすべてのターゲットの位置を入力しておく。するとレーザー変位測定器3の視準位置を一定時間ごとに各ターゲットに向けて順次変更することができる。
【0012】
<ヘ>制御、計測、警報装置5。
レーザー変位測定器3に多点視準装置4を取り付けたら、さらに制御、計測、警報装置5を取り付ける。この装置を作動させることによって各視準点における変位速度、びずみ、およびひずみ速度を算出することができる。
【0013】
<ト>測定方法。
一定の時間ごとにレーザー変位測定器3によって、地中変位ターゲット1と表面変位ターゲット2を視準してその移動量を測定する。
地中変位ターゲット1の移動量からは地中の変位の量を、また表面変位ターゲット2の移動量から切羽6表面の変位の量を知ることができる。
したがって、切羽6の変位から地中変位計の変位を差し引くことによって、地盤内の区間変位を計算することができる。
また区間変位を区間長さで割れば、区間ひずみを算出することができる。
【0014】
<チ>崩壊予知方法。
以上のデータを駆使することによって、以下の方法によって切羽6の崩壊を予知することができる。
▲1▼変位速度(ひずみ速度)が減少する傾向にあれば、切羽6は安定に向かうと予想することができる。
▲2▼変位速度(ひずみ速度)が増大する傾向にあれば、切羽6付近の地盤は3次クリープに入ったと予想することができる。そお増大傾向から、崩壊余裕時間を算出し、余裕時間が一定値以下となれば警報を発する。この時の基準のなる値は現場の状況によって設定することになる。
▲3▼区間ひずみがその地盤の限界ひずみに近付くと予想される場合には、警報を発する。
こうして崩壊を事前に予知して危険を避けることができる。
【0015】
【本発明の効果】
本発明のトンネル崩壊予知方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
<イ>崩壊予知のために必要とする消耗品は鋼棒7だけである。
このように安価であるから多数の点に設置することができ、従来のように高価な装置を小数点に配置して変位を測定する方法よりも正確な予知を行うことができる。
<ロ>測定のための準備作業は、鋼棒7を打設するだけである。したがって切羽6の掘削が完了したらすぐに測定を開始することができるから、常に安心した状態で切羽6作業に従事することができる。
<ハ>従来の電気的な計測方法と異なり、切羽6から計測装置までの間にコードを延長する必要がない。したがって切羽6作業に障害を与えずに計測、予知を行うことができる。
<ニ>変位(ひずみ)速度を知ることによって、その結果が一定値を越えたら自動的に警報を発信することができる。したがって切羽6崩壊による事故を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトンネル崩壊予知方法の実施例の説明図
【図2】ターゲットの設置状態の説明図[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel collapse prediction method.
[0002]
[Prior art]
Most of the accidents in tunnel construction occur near the face, most of which are based on the collapse near the face.
Measures to prevent the collapse of the face are taken by various means, but the situation of the face must be grasped in case of a collapse.
Therefore, conventionally, a method has been employed in which the displacement of the face is constantly measured and the collapse of the face is predicted from the change in the displacement speed.
It was a method of measuring the state of displacement by embedding an underground displacement meter in the face and electrically extracting data.
[0003]
[Problems to be solved by the present invention]
The conventional tunnel collapse prediction method as described above has the following problems.
<I> Since it is a method of embedding the underground displacement meter itself in the ground, it takes time to install it. Therefore, the displacement cannot be measured immediately after excavation of the face.
<B> Since the displacement meter is expensive, it is difficult to install it at many points. Therefore, the entire displacement is estimated from a small number of measurement points, and an accurate situation cannot be grasped.
<C> Since it is an electric device, it is necessary to wire a signal transmission cord from the face to the measuring device. However, since many excavation-related devices need to work on the face, the presence of the cord tends to hinder the work.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and can measure changes in the face mountain accurately by a simple installation work and measurement method without substantially obstructing the face work. An object of the present invention is to provide a method for predicting tunnel collapse.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the tunnel collapse prediction method of the present invention includes a steel bar having a tip fixed in the ground of the face, an underground displacement target attached to the exposed end of the steel bar, It is composed of a surface displacement target fixed to the surface and a laser displacement measuring instrument, and features a tunnel collapse prediction method that is performed by measuring the amount of movement of the underground displacement target and the surface displacement target with the laser displacement measuring instrument. Is.
[0006]
[Embodiments of the present invention]
Embodiments of the tunnel collapse prediction method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0007]
<A> Equipment to be used.
In the prediction method of the present invention, the following equipment is used.
Underground displacement target 1.
Surface displacement target 2.
Laser displacement measuring device 3.
Multi-point collimation device 4.
Control, measurement and
[0008]
<B> Underground displacement target 1
A small-diameter hole is drilled on the face 6 and a
As a result, the tip of the
Since the tip is fixed, the
A target is attached to the exposed end of the
Since the underground displacement target 1 is fixed to the exposed end of the
When a plurality of
[0009]
<C> Surface displacement target 2.
Another target is fixed to the surface of the face 6. The target attached to the surface of the face 6 in this way is referred to as “surface displacement target 2”.
The surface displacement target 2 represents the behavior of the surface as it is, not the behavior inside the face 6.
[0010]
<D> Laser displacement measuring instrument 3.
The laser displacement measuring device 3 is a known device that measures the distance to the target from the difference between the laser transmission time and the reception time.
[0011]
<E> Multipoint collimation device 4.
When multiple targets are installed, the collimation point must be changed sequentially. Therefore, the multipoint collimation device 4 is attached to the laser displacement measuring device 3 as necessary. The positions of all targets to be measured are input in advance to this apparatus. Then, the collimation position of the laser displacement measuring device 3 can be sequentially changed toward each target at regular time intervals.
[0012]
<F> Control, measurement and
When the multipoint collimation device 4 is attached to the laser displacement measuring instrument 3, the control, measurement and
[0013]
<G> Measuring method.
The laser displacement measuring device 3 collimates the underground displacement target 1 and the surface displacement target 2 at regular intervals and measures the amount of movement.
The amount of displacement in the ground can be known from the amount of movement of the underground displacement target 1, and the amount of displacement of the surface of the face 6 can be known from the amount of movement of the surface displacement target 2.
Therefore, the section displacement in the ground can be calculated by subtracting the displacement of the underground displacement meter from the displacement of the face 6.
Further, the section strain can be calculated by dividing the section displacement by the section length.
[0014]
<H> Collapse prediction method.
By making full use of the above data, the collapse of the face 6 can be predicted by the following method.
(1) If the displacement speed (strain speed) tends to decrease, it can be predicted that the face 6 will be stable.
(2) If the displacement speed (strain speed) tends to increase, it can be predicted that the ground near the face 6 has entered the third creep. From the increasing tendency, the collapse allowance time is calculated, and an alarm is issued if the allowance time is below a certain value. The reference value at this time is set according to the situation at the site.
(3) When the section strain is expected to approach the limit strain of the ground, an alarm is issued.
In this way, the collapse can be predicted in advance to avoid danger.
[0015]
[Effect of the present invention]
Since the tunnel collapse prediction method of the present invention is as described above, the following effects can be obtained.
<B> The
Since it is inexpensive as described above, it can be installed at a large number of points, and more accurate prediction can be performed than a conventional method in which an expensive device is placed at the decimal point and the displacement is measured.
<B> The preparatory work for the measurement is only placing the
<C> Unlike conventional electrical measurement methods, there is no need to extend the cord between the face 6 and the measuring device. Therefore, measurement and prediction can be performed without causing any obstacle to the work of the face 6.
<D> By knowing the displacement (strain) speed, an alarm can be automatically issued when the result exceeds a certain value. Therefore, an accident due to the collapse of the face 6 can be prevented in advance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a tunnel collapse prediction method according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a target installation state.
Claims (4)
その鋼棒の露出端に取り付けた地中変位ターゲットと、
切羽の表面に固定した表面変位ターゲットと、
レーザー変位測定器とより構成し、
レーザー変位測定器によって、地中変位ターゲットと表面変位ターゲットの移動量を測定することによって行う、
トンネル崩壊予知方法A steel bar whose tip is fixed in the ground of the face,
An underground displacement target attached to the exposed end of the steel rod;
A surface displacement target fixed to the surface of the face,
Consists of a laser displacement measuring instrument,
By measuring the amount of movement of the underground displacement target and the surface displacement target with a laser displacement measuring instrument,
Tunnel collapse prediction method
その鋼棒の露出端に取り付けた地中変位ターゲットと、
切羽の表面に固定した表面変位ターゲットと、
レーザー変位測定器とより構成し、
レーザー変位測定器によって、地中変位ターゲットと表面変位ターゲットの移動量との差を測定して、
切羽地盤の変位速度を測定することによって行う、
トンネル崩壊予知方法A steel bar whose tip is fixed in the ground of the face,
An underground displacement target attached to the exposed end of the steel rod;
A surface displacement target fixed to the surface of the face,
Consists of a laser displacement measuring instrument,
Measure the difference between the displacement of the ground displacement target and the surface displacement target with the laser displacement measuring instrument,
By measuring the displacement speed of the face ground,
Tunnel collapse prediction method
その鋼棒の露出端に取り付けた地中変位ターゲットと、
切羽の表面に固定した表面変位ターゲットと、
レーザー変位測定器と、
レーザー変位測定器の視準位置を、一定時間ごとに各ターゲットに向けて順次変更する多点視準装置とにより構成し、
レーザー変位測定器によって、地中変位ターゲットと表面変位ターゲットの移動量を測定することによって行う、
トンネル崩壊予知方法A steel bar whose tip is fixed in the ground of the face,
An underground displacement target attached to the exposed end of the steel rod;
A surface displacement target fixed to the surface of the face,
A laser displacement measuring instrument,
The multi-point collimation device that sequentially changes the collimation position of the laser displacement measuring instrument toward each target at regular intervals,
By measuring the amount of movement of the underground displacement target and the surface displacement target with a laser displacement measuring instrument,
Tunnel collapse prediction method
その鋼棒の露出端に取り付けた地中変位ターゲットと、
切羽の表面に固定した表面変位ターゲットと、
レーザー変位測定器と、
警報装置とにより構成し、
レーザー変位測定器によって、地中変位ターゲットと表面変位ターゲットの移動量を測定し、
その結果が一定値を越えた場合に警報装置によって警報を発することによって行う、
トンネル崩壊予知方法A steel bar whose tip is fixed in the ground of the face,
An underground displacement target attached to the exposed end of the steel rod;
A surface displacement target fixed to the surface of the face,
A laser displacement measuring instrument,
With alarm device,
Using a laser displacement measuring instrument, measure the amount of movement between the underground displacement target and the surface displacement target,
When the result exceeds a certain value, an alarm is issued by the alarm device.
Tunnel collapse prediction method
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